Конструкции газотурбинных установок - Шварц В.А.
Скачать (прямая ссылка):
Корпус воздухоохладителя выполнен сварным из листовой стали, водяные камеры — чугунные, литые. Подвод и отвод воды осуществляется сверху, каждая секция имеет по два протока. Нижние трубные доски с водяными камерами могут свободно расширяться под действием температурных удлинений. Общая масса воздухоохладителя 27 т.
Газотурбинная установка фирмы Эшер — Висс мощностью 2000 квт работает по замкнутому циклу. Установка имеет два воздухоохладителя: один — промежуточный, между ступенями компрессора, другой — предвключенный, перед компрессором. В первом воздух охлаждается с 76,5 до 20° С при среднем давлении 12,1 ат, во втором — с 146 до 20° С. Характерной особенностью обоих охладителей является их секционность — каждый имеет последовательно расположенные по воздуху секции — 344
теплофикационную и охладительную. Теплообменные поверхности воздухоохладителей образованы круглыми трубками с ленточным спиральным оребрением.
На рис. 255 показан предвключенный охладитель. Каждая секция охладителя состоит из двух трубных пучков. Трубный пучок теплофикационной секции выполнен четырехпроточным по воде. Таким образом, в теплофикационной секции предусмотрено восемь ходов по воде. Пучок охладительной секции — двухпроточный, всего в секции четыре хода по воде.
Для лучшего противодействия высокому давлению воздуха корпус воздухоохладителя по своей форме приближается к цилиндру. Плоские стенки корпуса снабжены ребрами жесткости.
Корпус охладителя присоединен непосредственно к фланцу компрессора — этим объясняется большой диаметр корпуса на выходе воздуха.
Число трубок в теплофикационной секции 960 шт. с общей поверхностью оребрения 480 м2. Число трубок в охладительной секции 840 шт.; поверхность охлаждения 420 м2. Диаметр трубки 16 мм, наружный диаметр оребрения 32 мм.
На рис. 251 показан воздухоохладитель судовой установки ГТУ-20 Кировского завода. Аппарат выполнен одноходовым по воздуху и однопроточным по воде. Теплообменная поверхность образована плоскими трубами с прямоугольным пластинчатым оребрением. Материал труб — медно-никелевый сплав, материал ребер — красная медь. Трубные доски жестко соединены с корпусом; компенсация разности тепловых перемещений трубок и корпуса не предусматривается. Для уменьшения напряжений в трубах и местах: их развальцовки в трубных досках предусмотрена внутренняя тепловая изоляция корпуса.
В корабельной ГТУ мощностью 5400 л. с. фирмы Роллс-Ройс устанавливают два охладителя — низкого давления, расположенный между компрессором низкого давления и компрессором
345
высокого давления, и охладитель высокого давления, расположенный между ступенями компрессора высокого давления.
Назначение установки наложило соответствующий отпечаток на конструкцию воздухоохладителей — они выполнены весьма компактными, с относительно невысокой эффективностью и повышенными сопротивлениями по воздушной стороне. В установке использована самопроточная система с циркуляцией охлаж-
воздух
Рис. 256. Воздухоохладители ГТУ RM-60 фирмы Роллс-Ройс:
і — охладитель низкого давления; б — охладитель высокого давления
дающей забортной воды. Для прокачки воды через воздухоохла' дитель высокого давления на малых и задних ходах в системе предусмотрен специальный небольшой насос с приводом от вала установки.
Оба охладителя имеют кольцевую форму трубного пучка и корпуса. Теплообменная поверхность образована гладкими трубками, диаметр которых составляет около 6 мм. Только благодаря столь малому диаметру и тесному расположению трубок удалось добиться компактности гладкотрубных аппаратов.
Воздухоохладитель низкого давления состоит из двух параллельно расположенных корпусов в связи с раздвоением потока
346
воздуха на выходе из компрессора низкого давления. На рис. 256, а показан разрез одного корпуса. Охладитель выполнен одноходовым по воде и двухходовым по воздуху. Воздух обтекает трубки в поперечном направлении, идет радиально, сначала от центра к периферии, затем в обратном направлении. Трубки развальцованы в крайних трубных досках. Материал трубок — мельхиор. Корпус охладителя благодаря цилиндрической форме хорошо противостоит внутреннему давлению. Материал корпуса— листовая сталь. Водяные камеры отлиты из алюминиевой бронзы. Наружный диаметр трубного пучка около 580 мм.
Воздухоохладитель высокого давления выполнен в одном корпусе (рис. 256, б); по воздуху он имеет один ход, по воде — два. Материалы его элементов те же, что в охладителе низкого давления. Благодаря наличию двух ходов по воде представилась возможность одну из трубных досок жестко закрепить в корпусе, а вторую выполнить плавающей. Температурные перемещения компенсируются сальниковыми уплотнениями, расположенными в месте входа воздухоподводящего патрубка в корпус ¦охладителя. Наружный диаметр трубного пучка около 660 мм.
Глава VIII
РЕГЕНЕРАТОРЫ
У тилизация тепла уходящих из турбины газов для подогрева воздуха перед камерой сгорания осуществляется в теплообменных аппаратах, получивших название «регенераторы». Иногда термин «регенератор» заменяют более правильным термином «воздухоподогреватель».
